《Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》-課件 項(xiàng)目九　Python 文件操作

任務(wù)1認(rèn)識(shí)文件01任務(wù)2使用文件操作函數(shù)完成文本的讀寫(xiě)02任務(wù)3Python不同文件模塊的使用03357任務(wù)4基于文件操作的異常處理04任務(wù)1認(rèn)識(shí)文件3581.?了解文件路徑的基本概念。2.?了解文件的兩種路徑。3.?了解文件操作基礎(chǔ)。任務(wù)目標(biāo)359一、文件路徑在程序運(yùn)行時(shí)，變量是臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的一種方式，一旦程序結(jié)束，這些數(shù)據(jù)將會(huì)丟失。如果希望在程序結(jié)束后數(shù)據(jù)仍然保留，就需要將數(shù)據(jù)保存到文件中。Python提供了內(nèi)置的文件對(duì)象以及操作文件和目錄的內(nèi)置模塊，通過(guò)這些技術(shù)，可以輕松地將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到文件中。文件有兩個(gè)重要屬性：文件名和路徑。文件名是為每個(gè)文件設(shè)置的名稱(chēng)，而路徑則用來(lái)指明文件在計(jì)算機(jī)中的位置。相關(guān)知識(shí)360注意：路徑中的“D:\”是指“根文件夾”，它包含了所有其他文件夾。在Windows系統(tǒng)中，根文件夾名為“D:\”，也稱(chēng)“D:”盤(pán)。在OSX和Linux系統(tǒng)中，根文件夾是“/”。本教材的示例使用的是Windows風(fēng)格的根文件夾，如果在OSX或Linux系統(tǒng)中輸入交互式環(huán)境的例子，應(yīng)用“/”代替。另外，附加卷（如DVD驅(qū)動(dòng)器或USB閃存驅(qū)動(dòng)器）在不同的操作系統(tǒng)中的表示形式也不同。在Windows系統(tǒng)中，書(shū)寫(xiě)路徑時(shí)使用反斜杠“\”作為文件夾之間的分隔符。361在交互式環(huán)境中輸入如下代碼。>>>importos>>>os.path.join('demo','exercise')'demo\\exercise'因?yàn)榇顺绦蚴窃赪indows系統(tǒng)中運(yùn)行的，所以os.path.join('demo','exercise')返回'demo\\exercise'（注意：反斜杠有兩個(gè)，因?yàn)槊總€(gè)反斜杠需要由另一個(gè)反斜杠字符來(lái)轉(zhuǎn)義）。如果在OSX或Linux系統(tǒng)中調(diào)用這個(gè)函數(shù)，該字符串就會(huì)是'demo/exercise'。如果需要?jiǎng)?chuàng)建帶有文件名的文件存儲(chǔ)路徑，同樣可以使用os.path.join函數(shù)。362二、絕對(duì)路徑和相對(duì)路徑絕對(duì)路徑能夠完整地表示出文件的真實(shí)位置，并且可以根據(jù)這個(gè)路徑層級(jí)找到文件。在Windows系統(tǒng)中可以通過(guò)“Shift+鼠標(biāo)右鍵”單擊文件調(diào)出文件的絕對(duì)路徑。調(diào)出文件絕對(duì)路徑的方法如圖所示，先按住Shift鍵，把光標(biāo)移至需要獲取絕對(duì)路徑的文件圖標(biāo)處，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇“復(fù)制文件地址”命令，即可將其絕對(duì)路徑復(fù)制到剪貼板處。363相對(duì)路徑即相對(duì)于當(dāng)前工作文件夾，目標(biāo)文件夾的路徑。以Windows系統(tǒng)為例，“.\”代表當(dāng)前目錄，“..\”代表上一層目錄，“\”代表根目錄。364調(diào)出文件絕對(duì)路徑的方法三、文件操作基礎(chǔ)（1）文件的基本操作：作用于文件本身，屬于系統(tǒng)級(jí)操作?！駝?chuàng)建文件：使用內(nèi)置的open函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)新文件，并返回一個(gè)文件對(duì)象?？梢灾付ㄎ募拿Q(chēng)、打開(kāi)模式和編碼等參數(shù)?！駝h除文件：使用os.remove函數(shù)刪除指定的文件?！裥薷臋?quán)限：使用os.chmod函數(shù)修改文件的權(quán)限。可以設(shè)置文件的所有者、組和其他用戶(hù)的權(quán)限。●重命名文件：使用os.rename函數(shù)重命名指定的文件。●移動(dòng)文件：使用shutil.move函數(shù)移動(dòng)指定的文件到新的位置。365（2）文件的讀寫(xiě)操作：最常用的文件操作，作用于文件的內(nèi)容，屬于應(yīng)用級(jí)操作。●讀取文件：使用文件對(duì)象的read()方法讀取文件內(nèi)容?？梢砸淮巫x取全部?jī)?nèi)容，也可以按行讀取?！駥?xiě)入文件：使用文件對(duì)象的write()方法寫(xiě)入內(nèi)容?？梢砸淮螌?xiě)入一行或一次寫(xiě)入多行。其中，對(duì)文件的系統(tǒng)級(jí)操作功能單一，比較容易實(shí)現(xiàn)，可以借助Python中的專(zhuān)用模塊（os、sys等），并調(diào)用模塊中的指定函數(shù)實(shí)現(xiàn)。366文件的應(yīng)用級(jí)操作可以分為以下3步，每一步都需要借助對(duì)應(yīng)的函數(shù)實(shí)現(xiàn)?！翊蜷_(kāi)文件：使用open函數(shù)，該函數(shù)會(huì)返回一個(gè)文件對(duì)象?！駥?duì)已打開(kāi)的文件做讀/寫(xiě)操作：讀取文件內(nèi)容可以使用read、readline以及readlines函數(shù)；向文件中寫(xiě)入內(nèi)容可以使用write函數(shù)。●關(guān)閉文件：完成對(duì)文件的讀/寫(xiě)操作之后，需要關(guān)閉文件，可以使用close函數(shù)。一個(gè)文件，必須在打開(kāi)之后才能對(duì)其進(jìn)行操作，并且在操作結(jié)束之后，還應(yīng)將其關(guān)閉，操作順序不能打亂。367任務(wù)2

使用文件操作函數(shù)完成文本的讀寫(xiě)3681.?掌握常用文件操作函數(shù)的使用。2.?能運(yùn)用文件操作函數(shù)進(jìn)行讀寫(xiě)等操作。任務(wù)目標(biāo)369一、open函數(shù)在Python中，經(jīng)常需要?jiǎng)?chuàng)建或打開(kāi)指定的文件，并創(chuàng)建文件對(duì)象，這些操作可以通過(guò)內(nèi)置的open函數(shù)實(shí)現(xiàn)。該函數(shù)的常用語(yǔ)法格式如下。file=open(file_name[,mode='r'[,buffering=-1[,encoding=None]]])在此格式中，用“[]”括起來(lái)的部分為可選參數(shù)，既可以使用，又可以省略。其中，各個(gè)參數(shù)的含義如下?！?le：要?jiǎng)?chuàng)建的文件對(duì)象。相關(guān)知識(shí)370●?le_name：要?jiǎng)?chuàng)建或打開(kāi)文件的名稱(chēng)，若為字符串類(lèi)型，需要用引號(hào)（單引號(hào)或雙引號(hào)都可以）括起來(lái)。注意：如果要打開(kāi)的文件和當(dāng)前執(zhí)行的代碼文件位于同一目錄，則直接寫(xiě)文件名即可；否則，此參數(shù)需要指定打開(kāi)文件所在的完整路徑?！駇ode：可選參數(shù)，用于指定文件打開(kāi)模式?！馼u?ering：可選參數(shù)，用于指定對(duì)文件做讀寫(xiě)操作時(shí)，是否使用緩沖區(qū)?！馿ncoding：手動(dòng)設(shè)定打開(kāi)文件時(shí)所使用的編碼格式，不同平臺(tái)的encoding參數(shù)值不同，以Windows系統(tǒng)為例，其默認(rèn)為CP936（GBK）編碼。371372二、read函數(shù)read函數(shù)用于逐個(gè)字節(jié)或字符讀取文件中的內(nèi)容。對(duì)于借助open函數(shù)，并以可讀模式（包括r、r+、rb、rb+）打開(kāi)的文件，可以調(diào)用read函數(shù)逐個(gè)字節(jié)（或逐個(gè)字符）讀取文件中的內(nèi)容。如果文件是以文本模式（非二進(jìn)制模式）打開(kāi)的，則read函數(shù)會(huì)逐個(gè)字符進(jìn)行讀?。环粗?，read函數(shù)會(huì)逐個(gè)字節(jié)進(jìn)行讀取。373read函數(shù)的基本語(yǔ)法格式如下。file.read([size])其中，?le表示打開(kāi)的文件對(duì)象；size作為一個(gè)可選參數(shù)，用于指定一次最多可讀取的字符（字節(jié)）個(gè)數(shù)，如果省略，則默認(rèn)一次性讀取所有內(nèi)容。374三、readline函數(shù)readline函數(shù)用于讀取文件中的一行，包含最后的換行符“\n”。readline函數(shù)的基本語(yǔ)法格式如下。file.readline([size])其中，?le表示打開(kāi)的文件對(duì)象；size表示可選參數(shù)，用于指定讀取每一行時(shí)，一次最多讀取的字符（字節(jié)）數(shù)。和read函數(shù)一樣，readline函數(shù)成功讀取文件數(shù)據(jù)的前提是，使用open函數(shù)指定打開(kāi)文件的模式必須為可讀模式（包括r、rb、r+、rb+4種）。375四、readlines函數(shù)readlines函數(shù)用于讀取文件中的所有行，它和調(diào)用不指定size參數(shù)的read函數(shù)類(lèi)似，只不過(guò)該函數(shù)返回的是一個(gè)字符串列表，其中每個(gè)元素為文件中的一行內(nèi)容。和readline函數(shù)一樣，readlines函數(shù)在讀取每一行時(shí)，會(huì)連同行尾的換行符一起讀取。readlines函數(shù)的基本語(yǔ)法格式如下。file.readlines()其中，?le表示打開(kāi)的文件對(duì)象。與read、readline函數(shù)一樣，readlines函數(shù)要求打開(kāi)文件的模式必須為可讀模式。376五、write函數(shù)Python中的文件對(duì)象提供了write函數(shù)，可以向文件中寫(xiě)入指定的內(nèi)容。write函數(shù)的語(yǔ)法格式如下。file.write(string)其中，?le表示打開(kāi)的文件對(duì)象；string表示要寫(xiě)入文件的字符串（或字節(jié)串，僅適合寫(xiě)入二進(jìn)制文件）。注意：在使用write函數(shù)向文件寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，需保證使用open函數(shù)指定打開(kāi)文件的模式必須為r+、w、w+、a或a+，否則執(zhí)行write函數(shù)會(huì)報(bào)io.UnsupportedOperation錯(cuò)誤。377六、writelines函數(shù)Python的文件對(duì)象中不僅提供了write函數(shù)，還提供了writelines函數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)將字符串列表寫(xiě)入文件。注意：寫(xiě)入函數(shù)只有write和writelines函數(shù)，而沒(méi)有名為writeline的函數(shù)。writelines函數(shù)的語(yǔ)法格式如下。file.writelines(list)其中，list表示字符串列表（如["小藍(lán)","小紅"]）。378七、close函數(shù)對(duì)于使用open函數(shù)打開(kāi)的文件，在完成相應(yīng)的操作之后，需要用close函數(shù)將其手動(dòng)關(guān)閉，否則程序的運(yùn)行可能出現(xiàn)問(wèn)題。close函數(shù)是專(zhuān)門(mén)用來(lái)關(guān)閉已打開(kāi)文件的，其語(yǔ)法格式如下。file.close()其中，?le表示打開(kāi)的文件對(duì)象。任務(wù)3

Python不同文件模塊的使用3791.?掌握Python不同文件模塊的用法。2.?熟悉Python不同文件模塊的常用函數(shù)。3.?能使用模塊完成文件打開(kāi)、處理及關(guān)閉等操作。任務(wù)目標(biāo)380一、pickle模塊pickle模塊用于實(shí)現(xiàn)Python對(duì)象的持久化存儲(chǔ)。Python中有一個(gè)序列化過(guò)程叫作pickle，它能實(shí)現(xiàn)任意對(duì)象與文本之間的相互轉(zhuǎn)換，也能實(shí)現(xiàn)任意對(duì)象與二進(jìn)制對(duì)象之間的相互轉(zhuǎn)換。也就是說(shuō)，pickle模塊可以實(shí)現(xiàn)Python對(duì)象的存儲(chǔ)及恢復(fù)。pickle模塊是Python的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊，安裝Python的同時(shí)就已經(jīng)安裝了pickle庫(kù)，因此它不需要再單獨(dú)安裝，使用import將其導(dǎo)入程序，就可以直接使用。相關(guān)知識(shí)381pickle模塊提供了以下4個(gè)函數(shù)可供使用。1.?dumps函數(shù)dumps函數(shù)用于將Python中的對(duì)象序列化成二進(jìn)制對(duì)象并返回，其語(yǔ)法格式如下。dumps(obj,protocol=None,*,fix_imports=True)各參數(shù)的含義如下。●obj：要轉(zhuǎn)換的Python對(duì)象?！駊rotocol：pickle的轉(zhuǎn)碼協(xié)議，取值為0、1、2、3、4，其中0、1、2對(duì)應(yīng)Python早期的版本，3和4對(duì)應(yīng)Python3.x版本及之后的版本。在未指定的情況下，其值默認(rèn)為3。3822.?loads函數(shù)loads函數(shù)用于讀取給定的二進(jìn)制對(duì)象數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為Python對(duì)象，其語(yǔ)法格式如下。loads(data,*,fix_imports=True,encoding='ASCII',errors='strict')其中，data表示要轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制對(duì)象。3833.?dump函數(shù)dump函數(shù)用于將Python中的對(duì)象序列化成二進(jìn)制對(duì)象，并寫(xiě)入文件，其語(yǔ)法格式如下。dump(obj,file,protocol=None,*,fix_imports=True)各參數(shù)的含義如下。●obj：要序列化的Python對(duì)象?！?le：轉(zhuǎn)換到指定的二進(jìn)制文件中，要求該文件必須是以“wb”打開(kāi)模式進(jìn)行操作?！駊rotocol：和dumps函數(shù)中protocol參數(shù)的含義完全相同，即序列化時(shí)使用的協(xié)議版本。如果未指定，則使用默認(rèn)協(xié)議版本。3844.?load函數(shù)load函數(shù)用于讀取指定的序列化數(shù)據(jù)文件，并返回對(duì)象，其語(yǔ)法格式如下。load(file,*,fix_imports=True,encoding='ASCII',errors='strict')其中，?le表示要轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制對(duì)象文件（必須以“rb”打開(kāi)模式操作文件）。以上這4個(gè)函數(shù)可以分成兩類(lèi)，其中dumps函數(shù)和loads函數(shù)實(shí)現(xiàn)基于內(nèi)存的Python對(duì)象與二進(jìn)制對(duì)象互轉(zhuǎn)；dump函數(shù)和load函數(shù)實(shí)現(xiàn)基于文件的Python對(duì)象與二進(jìn)制對(duì)象互轉(zhuǎn)。385386二、fileinput模塊?leinput模塊用于逐行讀取多個(gè)文件的數(shù)據(jù)。前面學(xué)習(xí)了使用open函數(shù)和read函數(shù)或readline函數(shù)、readlines函數(shù)組合來(lái)讀取單個(gè)文件的數(shù)據(jù)，但在某些場(chǎng)景中，可能需要讀取多個(gè)文件的數(shù)據(jù)，在這種情況下再使用這些組合，顯然就不合適了。對(duì)此，Python提供了?leinput模塊，通過(guò)該模塊中的input函數(shù)，能同時(shí)打開(kāi)指定的多個(gè)文件，還能逐個(gè)讀取這些文件中的內(nèi)容。387?leinput模塊中input函數(shù)的語(yǔ)法格式如下。fileinput.input（files="filename1,filename2,…",inplace=False,backup='',bufsize=0,mode='r',openhook=None）此函數(shù)會(huì)返回一個(gè)?leinput對(duì)象，它可以理解為將多個(gè)指定文件合并之后的文件對(duì)象。各參數(shù)的含義如下。●?les：多個(gè)文件的路徑列表。●inplace：指定是否將標(biāo)準(zhǔn)輸出的結(jié)果寫(xiě)回文件，此參數(shù)默認(rèn)值為False。388●backup：指定備份文件的擴(kuò)展名?！馼ufsize：指定緩沖區(qū)的大小，默認(rèn)為0?！駇ode：打開(kāi)文件的模式，默認(rèn)為r（只讀模式）?！駉penhook：控制文件的打開(kāi)方式，如編碼格式等。注意：和open函數(shù)不同，input函數(shù)不能指定打開(kāi)文件的編碼格式，這意味著使用該函數(shù)讀取的所有文件，除非以二進(jìn)制方式進(jìn)行讀取，否則該文件的編碼格式必須和當(dāng)前操作系統(tǒng)默認(rèn)的編碼格式相同，不然Python解釋器可能提示UnicodeDecodeError錯(cuò)誤。和open函數(shù)返回單個(gè)的文件對(duì)象不同，?leinput對(duì)象無(wú)須調(diào)用類(lèi)似read、readline、readlines這樣的函數(shù)，直接通過(guò)for循環(huán)即可按次序讀取多個(gè)文件中的數(shù)據(jù)。389?leinput模塊中提供了很多函數(shù)，通過(guò)調(diào)用這些函數(shù)，可以更快地實(shí)現(xiàn)想要的功能。fileinput模塊中提供的函數(shù)390三、linecache模塊除了可以借助?leinput模塊實(shí)現(xiàn)讀取文件，Python還提供了linecache模塊。linecache模塊用于隨機(jī)讀取文件指定行。linecache模塊常用來(lái)讀取Python源文件中的代碼，它使用UTF-8編碼格式讀取文件內(nèi)容。因此，使用該模塊讀取的文件，其編碼格式也必須為UTF-8，否則要么讀取出來(lái)的數(shù)據(jù)是亂碼，要么直接讀取失?。≒ython解釋器會(huì)報(bào)SyntaxError異常）。391linecache模塊中常用的函數(shù)見(jiàn)下表。linecache模塊中常用的函數(shù)392四、os.path模塊os.path模塊不僅提供了一些操作路徑字符串的方法，還提供了一些指定文件屬性的方法，os.path模塊常用的函數(shù)見(jiàn)下表。linecache模塊中常用的函數(shù)393linecache模塊中常用的函數(shù)394linecache模塊中常用的函數(shù)任務(wù)4

基于文件操作的異常處理3951.?了解異常的概念。2.?熟悉異常的處理方法和異常的傳遞。3.?掌握try...finally語(yǔ)句的使用方法。4.?能正確進(jìn)行基于文件操作的異常處理。任務(wù)目標(biāo)396一、異常的概念異常就是一個(gè)事件，在程序執(zhí)行過(guò)程中遇到特殊情況時(shí)發(fā)生，幫助定位錯(cuò)誤，了解程序?qū)嶋H運(yùn)行狀況。一般情況下，在Python無(wú)法按正常流程處理時(shí)就會(huì)發(fā)生一個(gè)異常。異常是Python對(duì)象，表示一個(gè)錯(cuò)誤。當(dāng)Python腳本發(fā)生異常時(shí)可以選擇捕獲并處理，若異常超出可處理的范圍且沒(méi)有被捕獲，程序?qū)?huì)終止，防止造成更大的損失。相關(guān)知識(shí)397398二、異